长期接触液晶对人体有没有危害？

液晶只要不漏液（注：里面的“液”是一种巨毒物质），除了伤眼睛，别的没有伤害 因为每时每刻LCD在受灯管熏烤的时候，会有部分毒会随空气带出，所以要记得通风。 我们在日常使用的主板和显示器都或多或少含有这类重金属，在我们传统的CRT显示器的显像管玻璃中使用了铅；液晶显示器的背光源大多使用的白炙灯管中，含有铅、汞等有害物质；所有的电路印制板中，也会用到铅；而在塑料外壳中，都会加入作为耐燃剂的多溴二苯醚PBDE，多溴联苯PBB。 首先让我们从铅看起，铅是一种有毒的重金属，是目前电子产品焊料中的主要成分。铅的使用已十分广泛和普遍，在电气和电子工业中的应用已有50年，目前所有未使用无铅工艺的电路板焊点中都含有铅。 铅对人体的危害极大，它可以影响大脑皮层兴奋和抑制的平衡及直接损伤周围神经，造成头昏、头痛、无力、肌肉关节酸痛、睡眠障碍、记忆力减退等神经衰弱症状，严重的还会导致感觉和运动神经传导速度减慢，肢端麻木、感觉迟钝，伸肌无力，握力减退甚至重者瘫痪。如果影响到脑部，则会出现表情淡漠、精神异常、运动失调；重者昏迷、惊厥、呕吐、呈癫痫样发作，出现脑损害综合症。 此外，铅还会造成毛细血管损害及血管痉挛。导致神经系统、消化系统、血液系统及肾脏的功能紊乱和病理改变，损害肾功能，引发低血色素性正常细胞型贫血。 目前，儿童铅中毒已经成为危害儿童健康的重要威胁，甚至卫生部也为此专门下发“卫妇社发〔2006〕51号”文件对儿童铅中毒进行预防。说完了危害最大的铅。 再让我们来看看汞，汞又称水银，是唯一在常温下呈液态并易流动的金属。汞在电子产品中的用途主要是各种光源，我们使用的lcd里面有一个背光层，背光层是面一根根灯管，而这些灯管中就含有大量的汞。 汞对人身体的危害也很大，少量吸入金属汞蒸气，会出现轻度头昏头痛、健忘、多梦等一般性神经衰弱，部分人还会有心悸、多汗等神经系统紊乱。病情发展到一定程度时出现三大典型表现：易兴奋症、意向性震颤、口腔炎。 易兴奋症是慢性汞中毒的精神症状，表现多种多样，如失眠或嗜睡、多恶梦、性情抑郁孤僻而又急躁，易紧张激动与发怒而自己不能控制，对过去爱好的事物失去兴趣，多疑，不能合群而喜清静独居，但又胆怯怕羞怕见人，好哭好笑，等等。总之，性格与情绪都发生明显改变。 意向性震颤是指手指、舌尖、眼睑明显震颤，而以手指及手部震颤最为突出。重病者讲话也不灵活，急于讲话时舌头不听使唤而呈口吃状，语音不清。口腔炎的早期的症状是口中金属味与唾液增多，病情严重及病程长者牙齿松动并易脱落。 除此之外，汞中毒还会造成肾脏损害生殖功能异常汞毒性皮炎、汞毒性免疫功能障碍等疾病。由于汞容易挥发，所以比铅更加令人防不胜防。镉在it产品中的应用没有铅和汞那样广泛，它用于一些电镀产品和电池中，我们的日常接触到的it产品中，如果不是采用了理电池，那么一般都是镉镍电池。 镉对人身体的危害主要体现在对肾脏的损害，它会成肾结石及骨质疏松。而且，镉中毒的潜伏期很长，临床的证据显示，镉造成的肾病变约在暴露十年左右发生。由于镉对肾脏的损害会造成钙和磷酸的流失，并抑制维生素D生成，造成骨质疏松及软化。所以镉中毒的很容易出现压力性骨折，日本曾发生过骇人听闻的“骨痛病”就是镉中毒的结果。 此外，镉还对呼吸系统有害，急性中毒会引起化学性肺炎和熏烟热，不管急性或慢性的呼吸系统毒性目前都少见。镉中毒最可怕的地方于它的潜伏期，中毒者一旦病发就没有特效疗法治疗，病痛甚至将影响中毒者终生。 显示器是我们最接近这些有毒重金属的电脑电子配件之一，主板那些基本上安装一次就很少碰到，而显示器却是我们天天面对的东西，距离也不足半米，长时间使用显示器热量就会不断散出继而帮助这些重金属挥发。 友情提示： 不要用酒精擦拭液晶显示器！！！！！ 酒精是有机溶剂，而液晶显示器的液晶版也有有机成分，化学上的相似相容原理，会慢慢腐蚀显示屏；其次酒精也会侵蚀进显示屏，导致老化等问题。 欧美的产品一般都没问题,特别是飞利浦/SONY，对无铅要求很严。还有就是看液晶后面板，像dell,philips，优派等都有严格的安规检验标识，而韩系产品（除三星不清楚）其它基本没有。 够详细吧？？？！！！

液晶屏清洁剂的成分主要有：适度挥发性碳氢溶剂、助洗剂、防沉降剂、表面洁表面洁净剂、抗静电剂。

1、禁止对显示器“喷云吐雾”。香烟中的某些成本可能损害面板表面的涂层，再说香烟的烟雾会附着在显示器的外壳上，时间长了就成了**的，很难看。 

2、绝对禁止带电插拔数据线。这是很多说明书的第一句话，可惜还是有人对它不在乎，尤其是显示器试机的情况下。带电插拔数据线很容易烧毁显示器的主板，而且这是没有保修的。 

3、合理安排显示器进入屏保的时间。单纯的屏幕保护对CRT显示器还有些作用，但对液晶显示器来说意义不大，正确的方法是设置自动关闭显示器的时间，小编设的是30分钟，大家可以根据自己的需要定制。 

4、最好给显示器带个防尘套。

液晶材料简介

●什么是液晶

●纷繁复杂的液晶分子结构

●方方面面的液晶应用

●多姿多彩的液晶材料

"液晶"被发现至今约一百年,但近二十多年来才获得了迅速的发展,这是因为液晶材料的光电效应被发现,因而被广泛地应用在需低电压和轻薄短小的显示组件上,因此它一跃成为一热门的科学研究及应用的主题目前己被广泛使用于电子表,电子计算器和计算机显示屏幕上,液晶逐渐成为显示工业上不可或缺的重要材料

_______ 科学家普遍认为,液晶最早是在一八八八年被奥地利的植物学家F Reinitzer所发现,其在观察安息香酸胆固醇 ( cholesteryl benzoate ) 的融解行为时发现加热至一百四十五度时会呈白浊状状液体,加至一百七十九度才形成均向性液体

______ 隔年,德国的物理学家OLehmann,更以偏光显微镜发现此白浊液体具有异方性结晶所特有的双折射率(birefringence),故命名为液晶液晶就其形成的原因可分第一:液向性(lyotropic)液晶,即液晶分子在适当溶剂中,当达到某一临界浓度时而形成液晶状态二为热向性(thermotropic)液晶,它是由于温度的变化而呈现出各种不同的液晶状态本论文所研究的液晶分子皆属热向性液晶

______ 热向性液晶分子会随温度上升而伴随一连串的相转移,即由固体变成液晶状态,最后变成等向性液体在这些相变化的过程当中,液晶分子的物理性质都会随之改变,如折射率,介电异向性,弹性系数和粘度等

液晶以凝集构造的不同可分成三种:

●向列型(nematic)液晶

●层列型(smectic)液晶

●胆甾型(cholesteric)液晶

●向列型(nematic)液晶

液晶分子大致以长轴方向平行配到,因此具有一维空间的规则性排列此类型液晶的粘度小,应答速度快,是最早被应用的液晶,普遍的使用于液晶电视,笔记本电脑以及各类型显示元件上

●层列型(smectic)液晶

具有二维空间的层状规则性排列,各层间则有一维的顺向排列一般而言,此类分子的黏度大,印加电场的应答速度慢,比较少应用于显示器上,多用于光记忆材料的发展上

●胆甾型(cholesteric)液晶

此类型液晶是由多层向列型液晶堆积所形成,为nematic液晶的一种,也可以称为旋光性的nematic液晶(chiralnematic),因分子具有非对称碳中心,所以分子的排列呈螺旋平面状的排列,面与面之间为互相平行,而分子在各个平面上为nematic,液晶的排列方式,由于各个面上的分子长轴方向不同,即两个平面上的分子长轴方向夹着一定角度;当两个平面上的分子长轴方向相同时,这两个平面之间的距离称为一个pitchcholesteric液晶pitch的长度会随着温度的不同而改变,因此会产生不同波长的选择性反射,产生不同的颜色变化,故常用于温度感测器

液晶的化学结构

※具有液晶相物质的分子结构

※近晶相,向列相及胆甾相液晶的分子结构

※混合液晶

※支链和取代基的效应

具有液晶相物质的分子结构

至今已知的液晶物质,多为脂肪族化合物,芳香族化合物和甾族化合物,他们是具有各种各样形态的物质但是具有什么样分子结构的化合物才能显示出液晶相呢 对于这个问题,完全确切的回答是困难的,但我们可以做一些一般性的探讨

第一,分子的几何形状呈细长棒状或平板状第二,为了保持分子的平行排列,必须有适当大小的分子间力

因此,比较理想的是分子内具有永久性偶极分子和易极化键的细长分子分子的易极化性是随着原子半径和键级的增加而增加,因此,芳香族化合物和不饱和键有利于液晶的形成另外,芳香环和不饱和键保持几何学的直线性,也起重要作用

下面,让我们来看一个实例:

反式对-正-烷氧基肉桂酸(如图1所示),这种分子本身近似直线,而且羧基部分可以通过二聚作用成为直线状(如图2所示),而且苯环上具有偶极子OR基,C==O基和已极化的 C==C 键另外,这种化合物的异构体,顺式(图3)则不成为直线状,因此也就不出现液晶相

把反式对-正-烷氧基肉桂酸和具有相同分子长度的对-正-烷氧基苯甲酸相比,

后面这种化合物也能形成直线状二聚体(图4)同样有苯环,RO-基,C==O基,所不同的是,仅仅没有双键,现在比较这两种化合物,当R为辛基时,近晶相-向列相以及向列相-各相同性液晶的各个相变温度,肉桂酸为146摄氏度,1745摄氏度, _

而苯甲酸的温度为108摄氏度,147摄氏度,由此看来,肉桂酸的热稳定性要好的多这是由于C==C双键的极化度大小之差和分子间力之差的结果

图1

图2

图3

图4

近晶相,向列相以及胆甾相液晶和分子结构

下面讨论具有什么样结构的化合物才能显示近晶相,向列相和胆甾相呢

近晶相分子细长,呈层状排列,各层内的分子长轴大致与分子层面垂直,层内分子可以自由移动,从结晶相到近晶相的转变可以看成是由于细长分子长轴末端的分子间相互作用力减弱所引起的当然,细长分子的横向相互作用也变弱,但是,他仍然保持相当的强度另外,从近晶相,到相列相的转变,可以看作是由于分子既保持平行排列,有沿着长轴方向进行移动而形成的这就是说,横向的相互作用也大部分失去,但分子仍保持平行排列,故认为还是具有某种程度的横向及末端,之间的相互作用

以4'-正-烷氧基连苯-4-羧酸为例,亚甲基的增加,可以从两方面来理解他的作用第一,随着亚甲基的增加,极化度增大,使得与分子长轴方向垂直的力增加第二是亚甲基的增加,极化度大的芳香环在分子长轴末端的影响减小,末端分子作用力减小从这两个方面来看,烷基链短时,末端的键力增强,只显示向列性,碳数增加到中等程度时,显示近晶相,而且若链的长度再增加,末端分子间力不足,只显示近晶性总之,近晶相,向列相的表现形式,取决于分子间力和分子末端力的大小之差

胆甾相液晶大部分是胆甾醇的酯类,胆甾醇成为胆甾液晶,仅以上述那些条件是难以说明的,但是可以看到,胆甾醇分子,一边比较平滑,一边是粗糙的曲折状厚平面,而且当胆甾醇的双键饱和时,则要得到两个立体异构体,胆甾烷醇显示胆甾相,类甾烷醇则不显示胆甾相,足以说明液晶相存在的平面结构的重要性

4'-正-烷氧基连苯-4-羧酸

胆甾醇的酯类

胆甾烷醇

类甾烷醇

混合液晶

由两种物质混合时所出现的液晶相,有下列三种形式:

1两种成分都不具有液晶相的混合系;

2两种化合物都具有液晶相的混合系;

3一种具有液晶相和另一种不具有液晶相的化合物的混合系

先举两种成分都不是液晶物质,经混合后显示液晶相的例子一种成分为胆甾醇,另一种成分为十六烷醇,甘油,琥珀酸亚胺,苹果酸,马来酸,丙二酸,琥珀酸,肉桂酸,乳酸,尿素等系的化合物胆甾醇本身不是液晶,但存在潜在的形成液晶的能力醇类和酸类能减弱一部分胆甾醇氢键的强分子间力的作用,因而各项异性熔融物便有存在的可能性但是酸类的情况,形成一些酯,也许可能因此而使其成为液晶

两种成分原来就是液晶物质的混合系,即同为向列相,或同为向列相,或同为近晶相这样的相同混合时,所得到的均一的混合液晶与通常物质混合的情况大体相同液晶的温度范围,向低温侧扩展但是,近晶相的混和性却不是那么简单,因近晶相有A,B,C等不同的类型,因此在同型时,才具有混合性,不同型之间不具有混合性这种情况下,可用来判断近晶相的A,B,C型胆甾相液晶相互混合时,则应考虑互为左旋性,右旋性的情况,在某种比例,某种温度混合时,能够成为向列相液晶,这是一个有趣的问题作为不同类型的液晶相互混合的例子,如向列相和胆甾相的液晶相混合,可以得到在性质方面很有趣的液晶

关于液晶物质合肥液晶物质混合后得到液晶的例子

若非液晶成分不破坏液晶成分的平行排列,具有这种适应性,就能保持液晶相因此,非液晶成分的分子与液晶成分的分子在大小,形状方面若类似,就很容易形成液晶在形状,大小,分子结构相似的液晶和非液晶之间的分子力与其成分在在相当的程度上呈直线性变化所以向列相-各项同性液相(N-I)的转变温度与其成分的曲线也具有相当的直线性这样的转变温度-成分曲线为直线时,其倾斜度可以作为非液晶成分的液晶形成能的尺度即倾斜度越大,液晶形成能越小关于这种倾斜度,以液晶成分为向列相的对-氧化偶氮苯甲醚(A),与非液晶成分席夫碱的情况来说明图3-2是相图的一个例子

对-氧化偶氮苯甲醚

非液晶成分席夫碱

这里的倾斜度,是以大约10%克分子浓度时转变温度下降的宽度来表示的关于这个系统的情况:1,即使把X,Y更换到别的基,其倾斜度也大致相同2,末端基同时成为极性基时,倾斜度较小,倾斜度主要与末端基的极化度,大小,永久偶极子有关3,末端基对倾斜度的效应有特征性和加成性下面是一些结果,表示末端基对倾斜度的效应的顺序极其值:

NO2>OEt>Ome>OCOEt>OCOMe>Nme2>Me> Cl> Br> I> OH >H

05 10 20 24 30 55 72 70 90 125 143 190

支链和取代基的效应

保持液晶状态的主要分子间力为诱导偶极力,色散力,还有永久偶极力因为这些分子间力的大小于分子间距离的n(n=4～6)次方成反比,所以在苯环上引入取代基或支链都将使分子幅度变大,从而使分子间引力变得极为微弱其结果使液晶各项同性的温度显著降低,或者完全看不到液晶性此外当分子4为上的取代基极化性很高或是不具有极性大的取代基化合物时,分子末端的分子引力也将显著减小而不显示液晶性

漫谈液晶材料系列

☆西夫碱系液晶

☆偶氮系和氧化偶氮系液晶

☆苯甲酸酯系液晶

☆联苯系和三联苯系液晶

☆环己酸苯酯系液晶

☆苯基环己烷系和联苯基环己烷系液晶

☆具有特殊功能的液晶材料

西夫碱系液晶

1969年赫奇斯特公司(西德)研制的MBBA,是介电各项异性为负的(△ξ=-05)

温度区域为22～470C呈现向列相的液晶化合物其双折射率⊿n很大,所以显示对比度优越,且粘度适中但是,席夫碱容易发生水解,所以化学稳定性不好

随后,以TN显示方式问世为转折点,对介电各项异性为正的液晶化合物的需求提高了最早适应这种需求的是同属席夫碱的N-(4烷基苯亚甲胺)对氰基苯胺(p-alkylbezylidene-p'-cyanocniline)和N-(4-烷氧苯亚甲基)对氰基苯胺(p-alkyoxybenzylidene-p'-cya-noailine)这些液晶的各项异性很大(15~20),适合在低电压条件下工作然而,他们对水不稳定,粘度也很高,这也是应用上的一个难点

偶氮系和氧化偶氮系液晶

为了解决席夫碱系液晶的化学稳定性不好这一难点,1970年,默克公司(西德)研制了4-烷基-4'-烷基氧化偶氮苯(p-akyl-p'-alkoxyazobenzene)和4-烷基-4'烷基氧化偶氮苯(p-alkyi-p'alkoxyazoxybenzene)前者深红色,化学稳定性较差;后者**,耐水性和耐酸性较强,化学稳定性优它的双折射性大(n=025~030),粘度低(y-3×10-5m2/s)适用于DS型显示文件

苯甲酸酯系液晶

一系列苯甲酸酯(phenyl benzoate)系液晶化合物分子中,都具有由酯基将两个苯环连接在一起的结构这类液晶化合物显示了化学稳定性良好,种类繁多等特性因此这类液晶之间组成的混合物或与其他种类液晶化合物所成的混合液晶,已经广泛被用于各种显示方式的显示元件中

联苯系和三联苯系液晶

赫尔(Hull)大学在1972年,首先合成了一种具有划时代意义的,在苯环与苯环之间完全不用中心官能团连接的Np型液晶——氰基联苯(cyanobiphenyl)系和氰基三联苯(cyanoterphnyl)系液晶化合物

在此之前的各种液晶化合物再使用上都不是那么令人满意,其主要原应就是出现了连接苯环的中央官能团因此,就要重新进行分子设计,合成出没有中央关能团的液晶化合物氰基联苯系液晶正是这种分子结构的物质下图所示得两种液晶不带颜色,而且光稳定性和化学稳定都很优良,而且介电各项异性(e~13),粘度(y~35×10-5m/s2),双折射率(n~02)诸物理常数均衡

环己酸苯酯系液晶

这种酯的液晶化合物是哈里(Hlle)大学1973年首先合成的因为具有烷基和烷氧基端基的Nn型液晶化合物(a),(b)的粘度相当低,所以可以用作低粘度混合型液晶的一部分此外,TN型元件用Np液晶的多路传输驱动性能的成分也是很有用的在Ds型显示元件上使用,能够做到快速响应,但是双折射率低,不能获得足够的显示对比度端基是氰基的N型化合物(c),虽然适合在TN型显示元件中使用,但同样是双折射率低,介电各项异性小,因此一般是与具有较大n和e的联苯系液晶等组成混合物使用

苯基环己烷系和联苯基环己烷系液晶

1976年~1979年,默克公司研制了一些具有划时代意义的苯基环己烷系(phenylcyclohexane)和联苯基环己烷系(phenylcyclohexane) 系和联苯基环己烷(biphenylcyclo hexane)系液晶化合物他们具有联苯系化合物具有的稳定性和环己酸酯系液晶具有的低粘度性,所以,作为显示元件用液晶材料,越来越显示出他的有用性

端基上联有氰基的一系列氰基苯基环己烷(cyanophenylcyclohexane)液晶化合物(a)的介电各项异性e相比稍有减小,但粘度大大下降,促使了高速的响应显示氰基连苯环己烷(cyanobiphenyl cyclohexane)液晶化合物(b),由于具有很高的N-1相变温度,故与氰基连苯液晶混合后,可以扩大能被使用的液晶温度范围

两端基都是烷基或烷氧基的苯基环己烷化合物(c)是单变相变的向列型液晶因为他们的粘度特别低,所以是一种重要的降低混合液晶粘度的低粘化添加剂

苯基环己烷系液晶的双折射率都比联苯系液晶小一半左右,接近于环己基羧酸酯系液晶的双折射率

具有特殊功能的液晶材料

1特殊的向列型液晶材料

默克公司在1977年合成了环己基环己烷(cyclohexylcyclohexane)系列的液晶化合物,这是一类在分子结构中没有苯环的特殊液晶他们的特征是双折射率特别小,而且与一般液晶化合物的反磁性磁化率为正相反,其反磁性磁化率为负

利用这些液晶化合物的前一个特征,可以作为广角视野显示元件用的低双折射性混合液晶材料的成分利用后一个反磁化率为负的特征,则可以在高分辨率NMR谱测定等物理化学研究方法中,作为各项异性溶剂液晶使用

赫尔(Hull)大学等发表了用二环辛烷(bycyclooctane)环(2,3)和金刚烷(cubane)环(2,4)代替所熟知的苯环和环己烷环作为构成液晶骨架分子地环烷烃,合成了具有特殊液晶结构的新型液晶化合物(如图所示)

迄今为止所知道的事实是,金刚烷系液晶化合物同具有苯环,环己烷环,二环辛环烷等的相似的液晶化合物相比较,其N-I相变温度要低的多此外,因为二环辛烷系液晶化合物的性质与温度的相互关系较少,所以可用作多路传输驱动用液晶材料的液晶成分

介电各项异性大的液晶

介电各项异性|△ξ|大的液晶材料,对用作低压工作的业经显示材料是十分重要的通常,有负的各项异性材料的Nn液晶化合物其△ξ至多为-1 但在下图所示的液晶化合物(a,b),由于他们在分子侧链引入了强极性的F基,所以呈现出负的很大的介电各项异性特别是氮素公司在1980年开发的引入两个氰基的二氰基氢醌(dicyanohydroquinone)系衍生物(b)的△ξ特别大,是Nn型液晶化合物的例外

介电各项异性为正的Np型化合物,即普通的△ξ也很大到+10～+20,如氰基苯旒酯(cyanthiophenyl ester)系液晶化合物(c)的△ξ,却大的更加明显然而,这个系统液晶化合物的光学稳定性差

因为上述介电各项异性大的液晶化合物多数粘度大,而且液晶温度也高所以,实际应用时,因该与温度低,液晶温度也低的液晶化合物混合使用

介电各项异性符号可变的液晶

当增大外加电压频率时,介电各项异性△ξ的符号会从正变为负的向列型液晶化合物已经存在这种液晶是制造依靠改变外加频率来达到响应性高速化的双频驱动方式液晶显示元件所必不可少的材料1974年,一丝特曼-柯达公司开发了如下两种液晶化合物的等量混合液晶,成为可以发挥这种特性的液晶材料

这种混合液晶的△ξ,在外加频率为50HZ时+61,10KHZ时是-22△ξ由正变负的交界频率fc与温度有很多关系,在500C时80kHZ,室温时是10KHZ,00C时是150KHZ

具有二色性的液晶染料

在可见光波长范围内有吸收的液晶,即带色的液晶,具有二色性,也可称为二色性液晶染料这种液晶染料可以分为两类,:一类是在分子长轴方向有可见光吸收跃迁的,称为正二色型液晶化合物;一类是在于分子长轴垂直的方向有吸收跃迁的称为负二色性液晶化合物

早已只道的偶氮系和氧化偶氮系液晶化合物,是正二色性液晶染料的代表,他们分别为橙红色和**,而负二色性染料是最近才被合成的,例如四氮杂苯(terazine)系液晶化合物就属于此类(图1)四氮杂苯系液晶染料,都是在550um附近有极大吸收峰的紫红色液晶,其二色性之比为4左右

二色性液晶染料是利用液晶本身二色性的二色性液晶型彩色液晶显示元件的必须液晶显示材料,今后,将开发性能更好的不通色系的二色性液晶染料

2胆甾型液晶和近晶型液晶

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有胆甾环的胆甾型液晶

胆甾醇(图7)本身虽无液晶性质,但其羟基被卤素取代后的卤化物,或者他的脂肪酸酯以及碳酸酯的衍生物,则多半是胆甾型液晶胆甾型液晶并不仅限于胆甾醇的衍生物,凡是分子内含有不对称碳原子,并且具有适合行程液晶结构分子几何构型的化合物,都可能生成胆甾型液晶因此,全部胆甾型液晶化合物都具有偏振面可被旋转的光学性质,显示了光学活性

胆甾型液晶因有特殊的螺旋型结构,所以他的旋光性,选择性光色散,圆偏光二色性等各种特殊的化学性质,都因为外界刺激而灵敏的发生化学变化人们利用这种现象开发了多方面的应用然而,这种应用都是胆甾型3种色彩变化中的任意一种:

1(1)因外加电压引起的色彩变化;

2(2)由温度变化引起的色彩变化;

3(3)因吸附气体引起的色彩变化

无胆甾环的胆甾型液晶

所谓手征性(chiral)的向列型液晶,是指无胆甾环但呈现胆甾相的向列型液晶化合物这些手征性向列型(chirad nemat-ic)液晶中作为胆甾型液晶所必须的螺旋型结构,是由含有不对称碳原子的光学活性的烷基或烷氧基支链,接到一般向列型液晶化合物的末端而形成的

在原本是向列型液晶的席夫碱席,偶氮系,酯系,联苯系等化合物的末端,引入下列光活性的2-甲丁基(2-methylbutyl)(2MB),3-甲丁氧基(3-methylbutoxy)(3MBO),4-甲己基(4-methylhexyl)(4MH)等,即可得到手征性向列型液晶化合物

因此,手征性向列型液晶化合物不仅在分子形状上,而且其化学的光学的稳定性,乃至介电各项异性,电阻等物性值,业余向列型液晶类似他的主要用途有以下3个:

1)_(1) 在一般的向列型液晶中,加入微量(～1(重量)%)手征性向列型液晶,可以防止TN型液晶显示元件发生逆向扭曲的缺陷

2)_(2) 加油少量手征性向列型液晶(5～10(重量)%)的向列型液晶,可作为相变型(PC)显示元件用的长螺距胆甾型液晶

3)__(3) 手征性向列型液晶化合物的多成分混合液晶,也和上文所述的有胆甾环的胆甾型液晶一样可以用于因外部刺激而引起颜色变化的场合

以上所述的没有胆甾环的称作手征性向列型液晶的胆甾型液晶,由于他的化学和光化学稳定性比有胆甾环的胆甾型液晶明显优越,所以可以在多方面得到应用

实用的近晶型液晶

近晶型液晶是以棒状分子形成层装结构为其特征的因此,相对于向列型液晶为一维流体,近晶型液晶则有二维流体的性质因此,近晶型液晶的粘度高,难以受到外加电场等外加刺激的影响

近晶型液晶因其分子排列的微妙差别,而分为A,B,C……,H等多种变态,其中近晶型A液晶和近晶型C液晶比较容易受到外场的影响因此,这些液晶材料可因巧妙的利用其保持原来分子排列的高的有序性和对外部刺激的强的抵抗性,而用于热光效应的液晶显示元件下表列出了在近晶型液晶显示中具有实用性的近晶型A液晶相的联苯系液晶化合物

聚合物液晶分子

液晶显示器采用一种介于固态和液态之间的物质，具有规则性分子排列的有机化合物，加热呈现透明状的液体状态，冷却后出现结晶颗粒的混浊固体状态的物质。

用于液晶显示器的液晶分子结构排列类似细火柴棒，被称为Nematic液晶，采用此类液晶制造的液晶显示器也就称为LCD(Liquid

Crystal Display)。而液晶电视是在两张玻璃之间的液晶内，加入电压，通过分子排列变化及曲折变化

再现画面，屏幕通过电子群的冲撞，制造画面并通过外部光线的透视反射来形成画面。

扩展资料：

与传统CCFL背光源相比，LED背光技术具有领先优势，主要体现在以下几个方面。

1、色域广。CCFL

(冷阴极灯管)背光源是激发荧光粉发光的，其发光光谱中杂余成分较多，色纯度低，导致其色域小，通常只有NTSC的70

%左右。而LED的发光光谱窄，色纯度好，用三基色LED混光的背光源具有很大的色域和优秀的色彩还原性，通过选择合适三基色，可以达到NTSC的105

%以上，比传统CCFL背光源的色域扩展了大约50 %。

2、寿命更长。一般来说，LED背光源的使用寿命要比CCFL更长一些。不同CCFL的额定使用寿命(半亮)在8，000～100，000小时之间，而LED背光源则可以达到CCFL的两倍左右。而且为了增强性能而采用了改进设计的CCFL背光的使用寿命还会更低一些。

3、环保节能。在以CCLF冷阴极荧光灯作为背光源的LCD中，其所不能缺少的一个主要元素就是汞，也就是大家所熟悉的水银，而这种元素无疑是对人体有害的。

参考资料：

组成LCD液晶屏的不见从前到后分别是：偏光板、玻璃基板、Black matrix、彩色滤光片、Protective film、Common electrode、液晶、Spacer、Display electrode、TFT、存储电容、玻璃基板、偏光板、扩散板、Prism sheet、导光板、灯管、反射板。

液晶屏的结构图如下：

液晶基础知识

显示器是人与机器沟通的重要界面，早期以显像管（CRT/Cathode Ray Tube）显示器为主，但随着科技不断进步，各种显示技术如雨后春笋般诞生，近来由于液晶（LCD）显示器具有轻薄短小、耗电量低、无辐射危险，平面直角显示以及影像稳定不闪烁等优势，在近年来价格不断下跌的吸引下，逐渐取代CRT之主流地位，显示器明日之星架势十足。那么液晶显示器与传统的显示器相比，到底有什么新的特点呢？

一、显示质量高

由于液晶显示器每一个点在收到信号后就一直保持那种色彩和亮度，恒定发光，而不象阴极射线管显示器（CRT）那样需要不断刷新亮点。因此，液晶显示器画质高而且绝对不会闪烁，把眼睛疲劳降到了最低。

二、没有电磁辐射

传统显示器的显示材料是荧光粉，通过电子束撞击荧光粉而显示，电子束在打到荧光粉上的一刹那间会产生强大的电磁辐射，尽管目前有许多显示器产品在处理辐射问题上进行了比较有效的处理，尽可能地把辐射量降到最低，但要彻底消除是困难的。相对来说，液晶显示器在防止辐射方面具有先天的优势，因为它根本就不存在辐射。在电磁波的防范方面，液晶显示器也有自己独特的优势，它采用了严格的密封技术将来自驱动电路的少量电磁波封闭在显示器中，而普通显示器为了散发热量的需要，必须尽可能地让内部的电路与空气接触，这样内部电路产生的电磁波也就大量地向外“泄漏”了。

三、可视面积大

对于相同尺寸的显示器来说，液晶显示器的可视面积要更大一些。液晶显示器的可视面积跟它的对角线尺寸相同。而阴极射线管显示器，显像管前面板四周有一英寸左右的边框，不能用于显示。

四、应用范围广

最初的液晶显示器由于无法显示细腻的字符，通常应用在电子表、计算器上。随着液晶显示技术的不断发展和进步，字符显示开始细腻起来，同时也支持基本的彩色显示，并逐步用于液晶电视、摄像机的液晶显示器、掌上游戏机上。而随后出现的DSTN和TFT则被广泛制作成电脑中的液晶显示设备，DSTN液晶显示屏用于早期的笔记本电脑；TFT则既应用在笔记本电脑上（现在大多数笔记本电脑都使用TFT显示屏），又用于主流台式显示器上。

五、画面效果好

与传统显示器相比，液晶显示器一开始就使用纯平面的玻璃板，其显示效果是平面直角的，让人有一种耳目一新的感觉。而且液晶显示器更容易在小面积屏幕上实现高分辨率，例如，17英寸的液晶显示器就能很好地实现1280×1024分辨率，而通常18英寸CRT彩显上使用1280×1024以上分辨率的画面效果是不能完全令人满意的。

六、数字式接口

液晶显示器都是数字式的，不像阴极射线管彩显采用模拟接口。也就是说，使用液晶显示器，显卡再也不需要像往常那样把数字信号转化成模拟信号再行输出了。理论上，这会使色彩和定位都更加准确完美。

七、“身材”匀称小巧

传统的阴极射线管显示器，后面总是拖着一个笨重的射线管。液晶显示器突破了这一限制，给人一种全新的感觉。传统显示器是通过电子枪发射电子束到屏幕，因而显像管的管颈不能做得很短，当屏幕增加时也必然增大整个显示器的体积。而液晶显示器通过显示屏上的电极控制液晶分子状态来达到显示目的，即使屏幕加大，它的体积也不会成正比的增加，而且在重量上比相同显示面积的传统显示器要轻得多。

八、功率消耗小

传统的显示器内部由许多电路组成，这些电路驱动着阴极射线显像管工作时，需要消耗很大的功率，而且随着体积的不断增大，其内部电路消耗的功率肯定也会随之增大。相比而言，液晶显示器的功耗主要消耗在其内部的电极和驱动IC上，因而耗电量比传统显示器也要小得多。

液晶显示器的选型

在平板显示器件领域，目前应用较广泛的有液晶(LCD)、电致发光显示(EL)、等离子体(PDP)、发光二极管(LED)、低压荧光显示器件(VFD)等。

液晶显示器件有以下一些特点

低压微功耗；平板型结构；被动显示型（无眩光，不刺激人眼，不引起眼睛疲劳）；显示信息量大（因为像素可以做的很小）；易于彩色化（在色谱上可以非常准确的复现）；无电磁辐射（对人体安全，利于信息保密）；长寿命（这种器件几乎没有什么劣化问题，因此寿命极长，但是液晶背光寿命有限，不过背光部分可以更换）。

液晶选型8大要素

◆LCD类型 ◆质量保证 ◆技术支持 ◆品牌与价格

◆供应链保证 ◆分辨率与尺寸 ◆温度与亮度 ◆接口方式

液晶显示屏的类型选择

▲字符→确定显示行、列数→TN、STN类→是否带背光→确定尺寸→确定工作与储存温度范围

▲图形→单色还是彩色（TFT真彩还是STN伪彩〈一般在256色以下〉）→确定分辨率→确定外形尺寸→背光类型（LED、EL、CCFL）→确定工作与储存温度范围

▲定制→非标准模块的要求→填写定制单→签定合同

LCD类型

在液晶(LCD)方面，从选型角度，我们将常见液晶分为以下几类：段式，字符型，

常见段式液晶的每字为8段组成，即8字和一点，只能显示数字和部分字母，如果必须显示其它少量字符、汉字和其它符号，一般需要从厂家定做，可以将所要显示的字符、汉字和其它符号固化在指定的位置，比如计算器。对于段式液晶，我们提供定做业务。

字符型液晶，顾名思义，字符型液晶是用于显示字符和数字的，对于图形和汉字的显示方式与段式液晶无异。字符型液晶一般有以下几种分辨率，8×1，16×1、16×2、16×4、20×2、20×4、40×2、40×4等，其中8(16、20、40)的意义为一行可显示的字符(数字)数，1(2、4)的意义是指显示行数。

图形点阵式液晶，我们又将其分为TN、STN(DSTN)、TFT等几类。这种分类需从液晶材料和液晶效应讲起，请参考液晶显示原理。

TN类液晶由于它的局限性，只用于生产字符型液晶模块；而STN(DSTN)类液晶模块一般为中小型，既有单色的，也有伪彩色的；TFT类液晶，则从小到大都有，而且几乎清一色为真彩色显示模块。除了TFT类液晶外，一般小液晶屏都内置控制器(控制器的概念相当于显示卡上的主控芯片)，直接提供MPU接口；而大中液晶屏，要想控制其显示，都需要外加控制器。

因此，选择您所需要的液晶屏，需要考虑的几个方面细述如下：

一、如果只需要显示字符和数字，而且一屏所显示的内容不超过字符型液晶的最大限制(比如40×4)，就可选择字符型液晶，直接与MPU连接即可。

二、如果需要动态地显示汉字和图形，那么，只能选择图形点阵式液晶，接下来该考虑的问题就是需要选择STN(DSTN)单色、伪彩色还是TFT真彩色。一般情况下，如果使用单片机控制，由于其控制能力的限制，只有在640×480以下单色、320×240以下伪彩色的范围内进行选择；如果使用PC、IPC或其它控制能力比较强的主控模块(如视频输入控制模块)，只要具备液晶显示部分或外加显示控制，就可以有较大的选择余地，不带内置控制器的单色、伪彩色和真彩色液晶均可。 同时应该考虑到外形尺寸的要求。另外请注意，LCD的分辨率在物理上是固定的，满屏显示一般只能以其固有的分辨率显示，这一点与CRT有所区别。

三、背光选择，说到背光问题，需要从另一个角度将液晶分类，即透射式、反射式、半反半透式液晶三类，因为液晶为被动发光型显示器，所以必须有外界光源，液晶才会有显示，透射式液晶必须加上背景光，反射式液晶需要较强的环境光线，半反半透式液晶要求环境光线较强或加背光。

字符类液晶 带背光的一般为LED背光，以黄颜色（红、绿色调）为主。一般为+5V驱动。

单色STN中小点阵液晶 多用LED或EL背光，EL背光以黄绿色（红、绿、白色调）常见。一般用400—800Hz、70—100V的交流驱动，常用驱动需要约1W的功率。

中大点阵STN液晶和TFT类液晶 多为冷阴极背光灯管（CCFL/CCFT），背光颜色为白色（红、绿、蓝色调）。一般用25k—100kHz，300V以上的交流驱动。

四、温度范围，很多字符型液晶以及小图形点阵液晶有常温型和宽温型的，而大图形点阵的液晶宽温型的在大陆市场上比较少见，常温一般指工作温度0—50℃，宽温到-20—70℃（个别的可到零下30℃，如LQ5AW136 TFT 视频接口）；另外在湿度方面也有一定的要求。

五、亮度问题，亮度单位为cd/m2或叫Nit(尼特)，大部分TN、STN(DSTN)液晶的亮度不超过100cd/m2，但是目前比较常用的5—6\"的伪彩色STN屏的亮度都在130cd/m2左右，京瓷有一种57\"的LCD亮度达200cd/m2，而TFT类液晶的亮度则150cd/m2以上常见。

六、配件方面，由于液晶的规格、接口没有国际标准，所以不同厂家、不同类型的液晶的信号接口往往不一致，所以选择液晶时，注意购买相关配件（包括信号连接器件、逆变器等）。

液晶屏幕的驱动方式

单纯矩阵驱动方式是由垂直与水平方向的电极所构成，选择要驱动的部份由水平方向电压来控制，垂直方向的电极则负责驱动液晶分子。

在TN与STN型的液晶显示器中，所使用单纯驱动电极的方式，都是采用X、Y轴的交叉方式来驱动，如下图所示，因此如果显示部份越做越大的话，那么中心部份的电极反应时间可能就会比较久。而为了让屏幕显示一致，整体速度上就会变慢。讲的简单一点，就好象是CRT显示器的屏幕更新频率不够快，那是使用者就会感到屏幕闪烁、跳动；或着是当需要快速3D动画显示时，但显示器的显示速度却无法跟上，显示出来的要果可能就会有延迟的现象。所以，早期的液晶显示器在尺寸上有一定的限制，而且并不适合拿来看**、或是玩3D游戏。

主动式矩阵的驱动方式是让每个画素都对应一个组电极，它个构造有点像DRAM的回路方式，电压以扫描的（或称作一定时间充电）方式，来表示每个画素的状态。为了改善此一情形，后来液晶显示技术采用了主动式矩阵（active-matrix addressing）的方式来驱动，这是目前达到高资料密度液晶显示效果的理想装置，且分辨率极高。方法是利用薄膜技术所做成的硅晶体管电极，利用扫描法来选择任意一个显示点（pixel）的开与关。这其实是利用薄膜式晶体管的非线性功能来取代不易控制的液晶非线性功能。

在TFT型液晶显器中，导电玻璃上画上网状的细小线路，电极则由是薄膜式晶体管所排列而成的矩阵开关，在每个线路相交的地方则有着一弄控制匣，虽然驱动讯号快速地在各显示点扫瞄而过，但只有电极上晶体管矩阵中被选择的显示点得到足以驱动液晶分子的电压，使液晶分子轴转向而成「亮」的对比，不被选择的显示点自然就是「暗」的对比，也因此避免了显示功能对液晶电场效应能力的依靠。

TFT液晶显示原理

TFT型的液晶显示器较为复杂，主要的构成包括了，萤光管、导光板、偏光板、滤光板、玻璃基板、配向膜、液晶材料、薄模式晶体管等等。首先液晶显示器必须先利用背光源，也就是萤光灯管投射出光源，这些光源会先经过一个偏光板然后再经过液晶，这时液晶分子的排列方式进而改变穿透液晶的光线角度。然后这些光线接下来还必须经过前方的彩色的滤光膜与另一块偏光板。因此我们只要改变刺激液晶的电压值就可以控制最后出现的光线强度与色彩，并进而能在液晶面板上变化出有不同深浅的颜色组合了。

STN液晶显示原理

STN型的显示原理与TN相类似，不同的是TN扭转式向列场效应的液晶分子是将入射光旋转90度，而STN超扭转式向列场效应是将入射光旋转180~270度。

要在这里说明的是，单纯的TN液晶显示器本身只有明暗两种情形（或称黑白），并没有办法做到色彩的变化。而STN液晶显示器牵涉液晶材料的关系，以及光线的干涉现象，因此显示的色调都以淡绿色与橘色为主。但如果在传统单色STN液晶显示器加上一彩色滤光片（color filter），并将单色显示矩阵之任一像素（pixel）分成三个子像素（sub-pixel），分别通过彩色滤光片显示红、绿、蓝三原色，再经由三原色比例之调和，也可以显示出全彩模式的色彩。另外，TN型的液晶显示器如果显示屏幕做的越大，其屏幕对比度就会显得较差，不过藉由STN的改良技术，则可以弥补对比度不足的情况。

TN型液晶显示原理

TN型的液晶显示技术可说是液晶显示器中最基本的，而之后其它种类的液晶显示器也可说是以TN型为原点来加以改良。同样的，它的运作原理也较其它技术来的简单，请读者参照下方的。图中所表示的是TN型液晶显示器的简易构造图，包括了垂直方向与水平方向的偏光板，具有细纹沟槽的配向膜，液晶材料以及导电的玻璃基板。 不加电场的情况下，入射光经过偏光板后通过液晶层，偏光被分子扭转排列的液 晶层旋转90度，离开液晶层时，其偏光方向恰与另一偏光板的方向一致，因此光线能顺 利通过，整个电极面呈光亮。 当加入电场的情况时，每个液晶分子的光轴转向与电场方向一致，液晶层因此失去了旋光的能力，结果来自入射偏光片的偏光，其偏光方向与另一偏光片的偏光方向成垂直的关系，并无法通过，电极面因此呈现黑暗的状态。 其显像原理是将液晶材料置于两片贴附光轴垂直偏光板之透明导电玻璃间，液晶分子会依配向膜的细沟槽方向依序旋转排列，如果电场未形成，光线会顺利的从偏光板射入，依液晶分子旋转其行进方向，然后从另一边射出。如果在两片导电玻璃通电之后，两片玻璃间会造成电场，进而影响其间液晶分子的排列，使其分子棒进行扭转，光线便无法穿透，进而遮住光源。这样所得到光暗对比的现象，叫做扭转式向列场效应，简称TNFE（twisted nematic field effect）。在电子产品中所用的液晶显示器，几乎都是用扭转式向列场效应原理所制成

LCD控制驱动器的设计与开发

对于液晶显示屏，它通常包括玻璃基板、ITO(Indium Tin Oxide)膜、配向膜、偏光板等制成的夹板，上下共有两层。每个夹层都包含电极和配向膜上形成的沟槽，上下玻璃基板配向为90度。上下夹层中放置液晶，液晶将按照沟槽方向配向。整体看起来，液晶分子的排列就像螺旋形的扭转排列。当玻璃基板加入电场时，液晶分子配列产生变化，变成竖立状态。当液晶分子竖立时光线无法通过，结果在显示屏上出现黑色。液晶显示器(LCD)将根据电压的有无，控制液晶分子配列方向，使面板达到显示效果。

对LCD的分类，有各种分类方法。通常可按照其显示方式分为段式、点字符式、点阵式等。除了黑白显示外，还有多灰度和彩色显示等。

在LCD驱动时，需在段电极和公共电极上施加交流电压。若只在电极上施加DC电压时，液晶本身发生劣化。液晶驱动方式包括静态驱动、动态驱动等驱动方式。

1)静态驱动

所有的段都有独立的驱动电路，表示段电极与公共电极之间连续施加电压。它适合于简单控制的LCD。

2)多路驱动方式

构成矩阵电极，公共端数为n，按照1/n的时序分别依次驱动公共端，与该驱动时序相对应，对所有的段信号电极作选择驱动。这种方式适合于比较复杂控制的LCD。

在多路驱动方式中，像素可分为选择点、半选择点和非选择点。为了提高显示的对比度和降低串扰，应合理选择占空比（duty）和偏压(bias)。

施加在LCD上所表示的ON和OFF时的电压有效值与占空比和偏压的关系如下：

Vo:LCD驱动电压

N:占空比(1/N)

a:偏压(1/a)

多路驱动方式可分为点反转驱动和帧反转驱动。点反转驱动适合于低占空比应用，它在各段数据输出时，将数据反转。帧反转驱动适合于高占空比应用，它在各帧输出时，将数据反转。

对于多灰度和彩色显示的控制方法，通常采用帧频控制(FRC）和脉宽调制(PWM)方法。帧频控制是通过减少帧输出次数，控制输出信号的有效值，来实现多灰度和彩色控制。而脉宽调制是通过改变段输出信号脉宽，控制输出信号的有效值，来实现多灰度和彩色控制。

显示方式从简单的段式、点字符式到复杂的点阵式、阶调式的变化。显示颜色从黑白逐步变化到彩色。显示屏从小到大，响应时间逐步缩短，目前STN显示器在成本及消费电流方面有优势。TFT显示器在对比度和动画对应速度方面有优势。

作为LCD驱动器标准电路生产厂主要有NEC 、EPSON、三星等公司。目前手机市场中使用最多的驱动器电路仍然是黑白电路。但是，四灰度LCD驱动电路和彩色LCD驱动电路也逐渐投入到市场上。今后具有彩色、大屏幕、可上网、响应快的显示器将成为手机发展的流行趋势。

下面将以NEC公司mPD16682A产品为例，说明LCD控制驱动器主要特性和设计流程。该芯片适用于手机、汉字或日语传呼机以及其他显示汉字或日语字符的设备，每个字符使用16 x 16或12 x 12个点。

内含1/65分时显示RAM的液晶显示控制/驱动器

使用+3伏单一电源

内含升压电路（3倍和4倍可转换）

132 x 65 位用于点显示的RAM

输出：132段、65公共端

用于COG（Chip on Glass）

LCD驱动器基本构成由以下部分构成：

控制部分：

TopDown(自顶向下)

逻辑电路

RAM部分：

手工设计

异步2 PortRAM

I/O口

输出专用口

模拟部分：

手工设计

DC/DC转换器

DA转换器

升压放大器

电压跟随器

稳压电路

温度补偿电路

振荡电路

I/O部分：手工设计

显示屏以手机为例，设计开发企业应与国内芯片制造企业联手，设计、开发下列目前或近期即将需求的手机用LCD控制驱动器的系列产品：

黑白LCD控制驱动器

多灰度LCD控制驱动器

彩色STN-LCD控制驱动器

彩色TFT-LCD控制驱动器

1)确定LCD驱动电路规格书

根据市场需求及发展趋势，确定LCD驱动电路的规格书。

2)建立完整的设计环境

由于LCD控制驱动电路涉及到数字、模拟和高压电路。SPICE参数的提取和验证是其中重要的一项任务。因此，设计和工艺人员应制作测试用的TEG片，并对TEG片进行测试，提取和验证SPICE参数，建立完整的设计环境。

3)LCD控制驱动电路设计

电路设计包括确定电路设计方案、逻辑综合、电路仿真和物理实现。

·采用低功耗技术，需选择低功耗电源；内置存储器和降低振荡频率；采用OSO(One Shot Operation)电路技术；采用MLS（Multi Line Selection多线选择）驱动法。

·电路描述与仿真。

数字电路可采用HDL语言描述，HDL仿真。模拟电路可采用原理图输入，SPICE仿真。

对于整体电路仿真需采用数模混合仿真技术，还要解决显示图象的验证技术。

·版图物理实现

为了保证设计效率，数字电路部分的版图可利用SE，进行自动布局布线。为获得高性能，对模拟电路版图及I/O部分版图应采用手工布图。由于全芯片采用不同的方法分块制作，因此需利用全芯片合成、布局布线技术和部分电路版图和全芯片版图的DRC技术。

4)LCD控制/驱动电路测试技术。例如，多引脚对应能力；高速数据传送；高精度测试；高电压对应。

LCD部分专业术语解释

LCD Liquid Crystal Display 液晶显示

LCM Liquid Crystal Module 液晶模块

TN Twisted Nematic 扭曲向列。液晶分子的扭曲取向偏转90°

STN Super Twisted Nematic 超级扭曲向列。约180~270°扭曲向列

FSTN Formulated Super Twisted Nematic 格式化超级扭曲向列。一层光程补偿片加于STN，用于单色显示

TFT Thin Film Transistor 薄膜晶体管

Backlight — 背光

Inverter — 逆变器

OSD On Screen Display 在屏上显示

DVI Digital Visual Interface （VGA）数字接口

TMDS Transition Minimized Differential Signaling

LVDS Low Voltage Differential Signaling 低压差分信号

Panelink —

IC Integrate Circuit 集成电路

TCP Tape Carrier Package 柔性线路板

COB Chip On Board 通过邦定将IC裸片固定于印刷线路板上

COF Chip On FPC 将IC固定于柔性线路板 上

COG Chip On Glass 将芯片固定于玻璃上

Duty — 占空比，高出点亮的阀值电压的部分在一个周期中所占的比率

LED Light Emitting Diode 发光二极管

EL Electro Luminescence 电致发光。EL层由高分子量薄片构成

CCFL(CCFT) Cold Cathode Fluorescent Light/Tube 冷阴极荧光灯

PDP Plasma Display Panel 等离子显示屏

CRT Cathode Radial Tube 阴极射线管

VGA Video Graphic Array 视频图形阵列

PCB Printed Circuit Board 印刷电路板

Composite video — 复合视频

Component video —

S-video — S端子，与复合视频信号比，将对比和颜色分离传输

NTSC National Television Systems Committee NTSC制式,全国电视系统委员会制式

PAL Phase Alternating Line PAL制式(逐行倒相制式)

SECAM SEquential Couleur Avec Memoire SECAM制式(顺序与存储彩色电视系统)

VOD Video On Demand 视频点播

DPI Dot Per Inch 点每英寸

LCD显示器的模拟/数字接口

液晶显示器(LCD)是为PC开发的最新附件之一。与同类的阴极射线管(CRT)显示器相比，LCD显示器体积小、辐射少、功耗低，同时视频性能优越、外观新颖圆滑。技术的进步、需求的增加以及生产成本的降低，使LCD的价格降到可为普通消费者接受，人们在考虑配置一个新的带LCD显示器的计算机系统，或是替换掉旧的CRT显示器。

在决定一项新的购置计划时，大部分消费者都要权衡其需求。在一定的价格范围内，对于给定的一套产品的特点及预期的性能水平，消费者会在充分权衡后决定是否购买该产品。计算机和计算机附件的购买过程也与此类似。系统工程师必须了解消费市场中的性能价格比。对于这种成本敏感市场而言，设计的主要目标是降低板级的BOM (原材料费用)成本。板级元器件的去除等同于最终产品市场价格的大幅降低。如果购买模式如上所提，消费者该怎样在数字显示器和模拟显示器间作一选择呢？

消费者在购置时会考虑以下几个关键因素：性能、兼容性以及成本。在购置显示器时，接口类型也成为关键的考虑因素之一。标准的红、绿、蓝(RGB)模拟接口正面临着数字接口日渐强大的挑战。以下篇幅将着重讨论两种方案间的差异。

模拟接口

在市场上现有的大量RGB模拟显示器中，来自计算机的离散视频数据RGB送至DAC，然后数字信号被转化为模拟信号并与水平及垂直同步信号一起传送到显示器。

在显示器内部，前置放大器具有放大、钳位及偏移调节的作用。可选择使用单独的前置放大器或集成前置放大器。目前市场上供应的前置放大器都设计用于CRT显示器，并未经过优化以用于LCD。因而，在LCD环境下，前置放大器所产生的失效及错误会降低视频性能。

下一步关键是实现模拟信号到数字信号的转换(ADC)。在转换过程中，转换器有限的分辨率会产生错误，包括DC部分的线性度和偏移以及AC成分的电火花及位错误等。虽然参照说明书这些不理想的特性显得很重要，但如果只是随机发生，人眼不容易察觉。LCD屏的刷新率达到60Hz时，如果闪烁并不太多，人眼将会滤除这些信号。值得注意的是ADC的输入带宽是有限的。如果ADC没有足够的输入带宽，这些影响会表现在显示屏上。在一个象素点上，当视频信号由白转黑时，如果ADC输入带宽不佳，则会大幅降低LCD显示器的视频性能。由于模拟信号会全幅振荡，输入带宽不佳的ADC会导致象素消退，象素之间的边缘将不再平整而是变得模糊，在黑色垂直线与白色垂直线相邻的地方将变成灰线。建议ADC输入带宽为采样时钟频率的15倍。时钟频率通过显示器的分辨率和刷新率来决定。例如刷新率为85Hz的XGA(1024×768)显示器需要89MHz的时钟，ADC输入带宽至少为133MHz。

Fs = (水平分辨率×垂直分辨率×刷新率) / 075) 其中 075 是有效视频因子(active video factor)

= (1024 ×768 ×85) / 075 = 8913MHz

所以输入带宽为8913 × 15 = 1337MHz

在模拟接口中，需要一个数据时钟在LCD显示器及图形控制器传来的输入信号间进行同步。同步由锁相环(PLL)提供，它用计算机的水平同步脉冲来为ADC和数字控制器芯片产生内部时钟信号。为了确保ADC能在正确的时间采样，需要进行相位调节。为了获得最佳的视觉性能，也许需要用户自己调节显示器。PLL还会在显示器中产生相位噪声或时钟抖动，从而在显示器上产生不良的画面，即在灰色的背景中产生“雪花”，或在亮度上出现明显的不同。产生这种视觉影响时，通常在LCD屏上有一块区域看上去比显示屏的其它部分要暗一些或亮一些。

在模拟系统中，信号一旦被转换为数据流，LCD显示器通常就需要进行适当的调节及帧比率调整。可对图像进行缩放以符合显示屏的大小，同时调整帧比率来设置刷新频率以满足显示器的要求，通常为60Hz。在缩放过程中，由模拟信号到数字信号转换过程产生的信号退化可能会被放大。此外，不标准的图形控制卡、电缆的屏蔽性差以及连接器质量低劣也会降低信号的性能，导致整个数据转换过程的误差，引起图像质量的降低。

数字接口

在数字接口装置中，计算机数据可以直接发送到显示器，而无需进行数据转换。由于不再需要将数据转换为模拟信号随后再还原为数字信号，从而排除了与之相关的可能引起的误差。

美中不足的是，数字接口不能共享模拟接口方案的通用标准。有可能成为数字接口标准的竞争标准包括：低压差分信号(LVDS)标准、PanelLink标准、传输最小差分信号(TMDS)标准以及用于显示器的数字接口(DISM)标准。每种提议的传输技术都有其优点，但在单一标准被采用并获得推广前，计算机厂商们仍会将关注那些可能长期应用的方案上。根据计算机产业的快速变革而言，几乎很难做出一个正确

液晶显示器主要由以下几部分构成:

1 驱动板(也叫主板):主要用于接收处理从外部来的模拟信号VGA或者数字信号DVI,并通过屏线送出信号去控制液晶屏PANEL正常工作驱动板上有MCU单元,它是液晶显示器的大脑和控制中心

2 电源板:由于将交流市电220V转换成液晶显示器工作所需的直流12V,5V,3V等

3 背光板(也称高压板):用于将主板输出的12V直流电压转换成PANEL需要的1500到1800伏的高频交流电压,用于点亮PANEL的背光灯现在的大多数液晶显示器将电源板和背光板做在一起,也就是所谓的电源背光二合一板

4 液晶屏:液晶显示用模块,它是液晶显示器的核心部件,其包含液晶板和驱动电路它是液晶显示器的最为关键部件,对显示器的性能和价格起了决定作用